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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern
eines Zuführens
von Feststoff in einem Prozess, der zumindest einen Entladepunkt
für Feststoff,
zumindest einen Riemenförderer
und zumindest einen Zuführpunkt
für Feststoff aufweist,
wobei der Feststoff an dem Entladepunkt von einem Feststoffspeicher
zu einem Riemenförderer
entladen wird, der so eingerichtet ist, dass er den Feststoff entweder
direkt oder über
zumindest einen anderen Riemenförderer
zu dem Zuführpunkt
befördert.
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Des
Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Gerät zum Steuern
eines Zuführens von
Feststoff bei einem Prozess, der zumindest einen Entladepunkt für Feststoff,
zumindest einen Riemenförderer
und zumindest einen Zuführpunkt
für Feststoff
aufweist, wobei der Feststoff so eingerichtet ist, dass er an dem
Entladepunkt von dem Feststoffspeicher zu einem Riemenförderer entladen
wird, der so eingerichtet ist, dass er den Feststoff entweder direkt
oder über
zumindest einen anderen Riemenförderer
zu dem Zuführpunkt
befördert.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Systeme
zur Behandlung eines Materialflusses eines Feststoffes, die einen
oder mehrere Entladepunkte aufweisen, an denen ein oder mehrere
Entladeeinrichtungen Feststoff von einem Speicher zu einer oder
mehreren Fördereinrichtungen
entladen, die den Stoff zu einem Zuführpunkt befördern, an dem der Feststoff
entweder aktiv mit separaten Zuführvorrichtungen
von der Fördereinrichtung
weg geführt
wird und in den Prozess vorwärts
gebracht wird oder an dem der Feststoff passiv von der Fördereinrichtung
abgegeben wird, werden in Verbindung mit einer großen Anzahl
an verschiedenen Prozessen angewendet. Derartige Systeme, die einen
Materialfluss eines Feststoffes behandeln, werden beispielsweise
bei Behandlungsprozessen von dem Rohmaterial bei der Herstellung
einer chemischen Pulpe, bei dem Brennstoffzuführen in Kraftwerken, die festen Brennstoff
verwenden, und bei Gesteinszerkleinerungsanlagen verwendet. Die
Herstellung von chemischer Pulpe nutzt eine oder mehrere Spansorten oder
-arten, die üblicherweise
draußen
in einem Haufenspeicher oder Haldenspeicher gespeichert werden.
Von einem derartigen Speicher oder Lager werden die Späne zu Riemenfördereinrichtungen
entladen, die die Späne
zu einem Spansilo befördern,
der als ein Zwischenspeicher fungiert, von dem die Späne bei einer
erwünschten
Geschwindigkeit zu einem Prozess zum Kochen der chemischen Pulpe
zugeführt
werden. In Kraftwerken, die Feststoff verwenden, wird ein Brennstoff,
wie beispielsweise Torf oder Späne,
von einem Speicher zu Fördereinrichtungen entladen,
die den Brennstoff zur Brennstoffzufuhr von Hochleistungskesseln
befördern.
Der zu den Hochleistungskesseln zugeführte Brennstoff kann in einer Vielzahl
an Arten und Weisen ausgeführt
werden, beispielsweise in einer derartigen Weise, dass eine separate
Fördereinrichtung
für die
Beschickung von jedem Hochleistungskessel vorhanden ist, oder dass Brennstoff
zu mehreren Hochleistungskesseln mit einer Fördereinrichtung zugeführt wird,
wobei in diesem Fall separate Zuführvorrichtungen in Verbindung mit
der Fördereinrichtung
zum Zuführen
von Brennstoff zu jedem Hochleistungskessel angeordnet sind. In
Gesteinszerkleinerungsanlagen wird das Gesteinsmaterial entweder
direkt an dem Abbruchort oder von einem als Zwischenspeicher dienenden Haufen
zu der Fördereinrichtung
entladen, die das Steinbruchliefergestein zu einem Brecher befördert, von
dem das zerkleinerte Material weiter transportiert wird.
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Eine
Vorraussetzung für
den effizienten Betrieb von sämtlich
vorstehend erwähnten
und ähnlichen
Prozessen ist, dass die Menge an Feststoff, die von dem Fördersystem
weiter zu dem Feststoffzwischenspeicher zuzuführen ist, oder die Menge an Feststoff,
die zu einem Prozess zur Behandlung von Feststoff zuzuführen ist,
richtig ist. Beispielsweise ist es vom Gesichtspunkt eines geeigneten
Betriebs eines Prozesses zum Kochen chemischer Pulpe für die Oberfläche des
Spansilos von Bedeutung, dass diese bei korrekter Höhe oder
zumindest innerhalb eines zulässigen
Schwankungsbereiches bleibt. Um eine effiziente Energieerzeugung
zu garantieren, darf die Menge an zu dem Kessel zuzuführenden
Brennstoff weder zu gering noch zu groß sein. In ähnlicher Weise muss die Menge
an Steinbruchliefergestein, die zu einem Gesteinszerkleinerungsprozess
zuzuführen ist,
ausreichend groß sein,
damit der Brecher bei voller Leistung arbeitet, aber noch ausreichend
gering sein, um so den Brecher nicht zu verstopfen.
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Die
Menge an Spänen,
die zu einem Spansilo eines Prozesses zum Kochen einer chemischen Pulpe
zuzuführen
sind, ist herkömmlich
gesteuert worden, indem die Geschwindigkeit des Spanentladens von
einem Haufen- oder Haldespeicher zu einem Riemenförderer mit
einer Höhensteuereinrichtung
auf der Grundlage des Messens der Oberflächenhöhe des Spansilos eingestellt
wird. Jedoch ist das Problem bei dieser Lösung, dass es eine Verzögerung entsprechend
der gesamten Länge
des Fördersystems
bei der Steuerschaltung der Höhensteuereinrichtung
gibt, wodurch die Steuerschaltung des Spanzuführens natürlich sehr langsam ist. Es
gibt außerdem
Lösungen,
bei denen das Fördersystem
mit Steuerantrieben ausgestattet ist, wodurch nicht nur die Geschwindigkeit
des Spanentladens sondern auch die Geschwindigkeit der Fördereinrichtungen mit
der gleichen Meldung gesteuert werden können, die von der Höhensteuereinrichtung
eintrifft und die auf das Messen der Oberflächenhöhe des Spansilos gegründet ist.
Jedoch schwankt aufgrund der per Steuerung angetriebenen Fördereinrichtungen
die Verzögerungslänge des
Fördersystems,
wodurch der Spanfluss von dem Fördersystem
nach der Verzögerung
nicht dem Spanfluss zu Beginn des Fördersystems entspricht. Wenn
außerdem
eine Entladeeinrichtung verwendet wird, die sich parallel in der
Laufrichtung des Förderriemens
bewegt, verursacht die Schwankung des Spanentladepunktes eine sich ändernde
Verzögerung.
Das Problem bei diesen herkömmlichen
Lösungen
ist des Weiteren, dass Störungen
bei dem Spanentladen, wie beispielsweise eine Schwankung bei der
Qualität
der von dem Speicherbereich kommenden Späne aufgrund von Klumpen, die
durch Einfrieren der Späne
verursacht werden, beispielsweise durch das gesamte Fördersystem
mit befördert
werden, ohne dass sie geschwächt
werden. Des Weiteren kann bei einigen Gerätekombinationen und Leistungsanforderungen
eine zufriedenstellende oder sogar stabile Steuerlösung nicht
gefunden werden, um die Menge an Spänen zu steuern, die zu dem
Spansilo zuzuführen
ist.
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Bei
dem Spanzuführen
ist es außerdem
bekannt, eine 3-Punkt-Steuerung
anzuwenden, wodurch sowohl eine Höhensteuereinrichtung als eine Strömungsratensteuereinrichtung
verwendet wird, um die Menge an Spänen zu steuern, die zu dem Spansilo
zuzuführen
ist. Die Höhensteuereinrichtung bestimmt
die Differenzvariable zwischen der Oberflächenhöhe der Späne in dem Silo und dem eingestellten
Wert (Sollwert) der Oberflächenhöhe und bildet eine
Ausgangsvariable auf der Grundlage von dieser, wobei die Ausgangsvariable
als eine Eingangsvariable zu der Strömungsratensteuereinrichtung
zugeführt
wird. Die Ausgangsvariable der Strömungsratensteuereinrichtung
wird verwendet, um die Geschwindigkeit des Spanentladens und/oder
die Geschwindigkeit der Fördereinrichtungen
einzustellen. Eine zweite Eingangsvariable von der Strömungsratensteuereinrichtung
wird durch die Differenz zwischen dem Spanfluss, der in den Silo
hineingelangt, und dem Spanfluss, der aus dem Silo hinausgeht, gebildet.
Der Spanfluss, der aus dem Silo hinausgeht, kann auf der Grundlage
der Geschwindigkeit der Entladeeinrichtung an dem Boden des Silos
bestimmt werden. Jedoch ist der Spanfluss, der in das Silo hineingelangt,
nicht sehr genau zu jedem speziellen Zeitpunkt bekannt aufgrund
einer Vielfalt an vorstehend erwähnten
Problemen, und daher ist es auch mit der 3-Punkt-Steuerung nicht
möglich,
eine genaue Steuerung des Spanzuführens auszuführen.
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Das
Patent
US 4 232 781 beschreibt
ein System zum Zuführen
von Feststoff bei einer konstanten vorbestimmten Dicke unter Verwendung
eines Riemenförderers.
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Des
Weiteren offenbart die Veröffentlichung
SU 984 487 ein Verfahren
zum Stabilisieren der Menge an Material in der Brecherkammer eines
Brechers auf der Grundlage der Menge an zerkleinertem Material und
der Menge an Material, das in den Brecher hineingelangt. Die Veröffentlichung
SU 697 981 offenbart ein
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzuführens in Kohleverbrennungskraftwerken,
wobei Brennstoff zu einem Brennstoffförderer von mehreren verschiedenen
Silos zugeführt
wird. Gemäß diesem
Verfahren ist es das Ziel, die Menge an Brennstoff, die von verschiedenen
Silos zugeführt
wird, in einer derartigen Weise zu regulieren, dass die Brennstoffoberflächen in
den verschiedenen Silos bei der gleichen Höhe zum gleichen Zeitpunkt bleiben
würden,
wenn die Gesamtmenge an zu der Zuführfördereinrichtung zugeführten Brennstoff
wunschgemäß gehalten
wird. Des Weiteren ist ein Verfahren bekannt, bei dem es das Ziel
ist, die Gewichtsmenge des Brennstoffs zu stabilisieren, der über eine
Fördereinrichtung
zugeführt
wird. Gemäß dieser
Lösung wird
die Gewichtsmenge von dem Brennstoff an der Fördereinrichtung auf der Grundlage
des Gewichts von dem Brennstoff an dem Förderriemen und der Geschwindigkeit
der Fördereinrichtung
berechnet. Wenn das Brennstoffgewicht schwankt, beispielsweise,
wenn die Brennstofffeuchtigkeit oder -dichte sich ändert, wird
die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung
so geändert,
dass die Gewichtsmenge des zuführenden
Brennstoffes konstant bleibt. Eine Voraussetzung für das Funktionieren
von diesem Verfahren ist, dass die Fördereinrichtung mit Wägezellen
versehen ist, durch die das Gewicht von dem zuführenden Brennstoff kontinuierlich
gemessen wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung einer
neuen Art zum Steuern des Zuführens
von Feststoff zu schaffen, aufgrund der ein Zuführen von Feststoff genauer
als zuvor bei Prozessen, die einen Riemenförderer aufweisen, gesteuert werden
kann.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
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Das
Gerät gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in Anspruch 12 definiert.
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Gemäß der wesentlichen
Idee der vorliegenden Erfindung wird bei einem Prozess, der zumindest einen
Feststoffentladepunkt, zumindest einen Riemenförderer und zumindest einen
Feststoffzuführpunkt
aufweist und wobei bei dem Entladepunkt Feststoff von einem Feststoffspeicher
zu einem Riemenförderer
entladen wird, der so eingerichtet ist, dass er den Feststoff zu
dem Zuführpunkt
entweder direkt oder über
zumindest einen anderen Riemenförderer transportiert,
das Zuführen
des Feststoffes in einer derartigen Weise gesteuert, dass ein Einstellwert (Sollwert)
für die
Dicke des Materialbettes bestimmt wird, das aus dem zu dem Riemenförderer entladenen
Feststoff ausgebildet wird, wird das Entladen des Feststoffes zu
dem Riemenförderer
bei dem Entladepunkt in einer derartigen Weise gesteuert, dass die Dicke
von dem Materialbett dem Einstellwert folgt; und dass die Menge
an Feststoff, die bei dem Zuführpunkt
zugeführt
wird, gesteuert wird, indem die Geschwindigkeit von dem Riemenförderer gesteuert wird.
Die vorliegende Erfindung weist ein auf der Grundlage der Geschwindigkeiten
von dem Riemenförderer
und der Entladeeinrichtung erfolgendes Definieren einer ein Materialbettprofil
ausdrückenden Schwankung
in der Dicke des Materialbetts von dem Feststoff an dem Riemenförderer in
der Längsrichtung
des Riemenförderers
auf. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird der Feststoff bei dem Zuführpunkt
zu einem Feststoffzwischenspeicher oder Speichertank oder einem
Feststoffbehandlungsprozess zugeführt, wobei von dem Zwischenspeicher
oder Speichertank der Feststoff für eine weitere Behandlung entladen
wird, oder der Feststoff passiv für eine weitere Behandlung abgegeben
wird, oder bei dem Behandlungsprozess der Feststoff weiter behandelt
wird. Gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist die Dicke von dem Materialbett, das
aus dem Feststoff ausgebildet wird, die Masse von dem Feststoff pro
Längeneinheit
des Riemenförderers,
das Volumen von dem Feststoff pro Längeneinheit des Riemenförderers
oder die Querschnittsfläche
von dem Materialbett, das durch den Feststoff ausgebildet wird.
Gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist der Einstellwert von der Dicke des
Materialbetts von dem Feststoff, der zu dem Riemenförderer entladen
wird, ein permanent fixierter, konstanter Wert. Ein viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung weist ein Kombinieren der Feststoffartinformation
oder -sorteninformation mit der das Profil ausdrückenden Schwankung in der Dicke
des Materialbetts auf. Gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird der Feststoff aus Spänen ausgebildet
und ist der Zwischenspeicher ein Spansilo oder ein Spantrichter.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass dann, wenn es das
Ziel ist, die Dicke von dem Materialbett des Feststoffes an dem
Förderer
konstant zu halten, die zuzuführende
Menge an Stoff leicht und genau gesteuert werden kann, indem lediglich
die Geschwindigkeit der Fördereinrichtungen geändert wird.
Das Einstellen der Dicke von dem Materialbett in derartiger Weise,
dass sie konstant ist, beseitigt gleichzeitig die Verzögerungen
bei dem Fördersystem
und schwächt
die Störungen,
die durch das gesamte Fördersystem
mit befördert
werden. Das Profil von dem Materialbett, das aus dem Feststoff an
den Fördereinrichtungen
ausgebildet ist, ermöglicht
eine Bestimmung von dem Materialfluss des Feststoffs bei beliebigen
Punkten an dem Förderer, wodurch
dann, wenn der Materialfluss aus Material aus mehreren verschiedenen
Arten und/oder Sorten ausgebildet ist, die Beziehungen zwischen
den verschiedenen Arten und/oder Sorten des Feststoffs an beliebigen
Punkten an dem Förderer
bekannt sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist nachstehend detaillierter in den beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 zeigt
in schematischer Weise einen Prozess, bei dem die aufgezeigte Lösung zum
Steuern des Zuführens
von Feststoff angewendet wird.
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2 zeigt
in schematischer Weise ein Detail von einem Berechnungselement,
das bei einem Ausführungsbeispiel
der aufgezeigten Lösung
angewendet wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1 zeigt
in schematischer Weise einen Prozess, bei dem die aufgezeigte Lösung zum
Steuern des Zuführens
von Feststoff angewendet wird. Der in 1 gezeigte
Prozess ist ein Spanzuführprozess
in Verbindung mit der Herstellung von chemischer Pulpe. Der Prozess
gemäß 1 weist
Entladeeinrichtungen 1 und 1' oder Abgabeeinrichtungen 1 und 1' auf, die die
in einem Haufen- oder Haldespeicher gespeicherten Späne bei einem
Entladepunkt UP zu Fördereinrichtungen 2 und 2' entladen oder
abgeben. Aus Gründen
der Deutlichkeit ist der Haufen- oder Haldespeicher oder das Spanmaterial selbst
in 1 nicht gezeigt. Die Entladeeinrichtungen 1 und 1' sind typischerweise
Schraubentladeeinrichtungen, die in Abhängigkeit von der Form des Spanspeichers
entweder Entladeeinrichtungen, die parallel in der Richtung des
Speichers laufen, oder Entladeeinrichtungen, die sich um ein Ende
von ihnen drehen, sein können.
Die zu den Fördereinrichtungen 2 und 2' zu entladenden
Späne können wiederum
entweder von der gleichen Holzart sein oder ihre Art kann sich voneinander
unterscheiden; anders ausgedrückt
können
die Späne
in dem Speicher von der gleichen Holzart oder von verschiedenen Holzarten
sein. Des Weiteren können
die zu den Fördereinrichtungen 2 und 2' zu entladenden
Späne von verschiedenen
Arten sein, beispielsweise in einer derartigen Weise, dass ein Teil
der Späne
Sägespäne ist und
ein anderer Teil Späne
von der dem Prozess eigenen Spanlinie ist. Von den Fördereinrichtungen 2 und 2' werden die
Späne von
einer gemeinsamen Fördereinrichtung 3 entladen,
an der die Späne
von verschiedenen Fördereinrichtungen
miteinander vermischt werden und von der der gemischte Spanfluss
zu einer Zuführfördereinrichtung 5 getragen
wird, die die Späne
zu einem Zuführpunkt
SP transportiert, bei dem die Späne
von der Fördereinrichtung
zu einem Spansilo 6 zugeführt werden, der als ein Zwischenspeicher
für die
Späne fungiert.
Zwischen der gemeinsamen Fördereinrichtung 3 und
der Zuführfördereinrichtung 5 ist
eine Siebanlage 4 gezeigt, die aus dem Spanfluss jene Späne abtrennt, die
eine zu große
Stückgröße für die Herstellung
von chemischer Pulpe haben, damit diese erneut behandelt werden.
An dem Boden von dem Spansilo 6 befindet sich eine Entladeeinrichtung 7,
die die Späne aus
dem Silo 6 weiter zu der Herstelllinie für die chemische
Pulpe entlädt.
Die Fördereinrichtungen 2, 2', 3 und 5 sind
typischerweise trogartige Riemenförderer, deren Seitenrollen üblicherweise
eine Neigung von 30 bis 45° haben.
In 1 ist die Laufrichtung der Fördereinrichtungen durch Pfeile
A gezeigt und das Spanflussvorwärtsgehen
in dem Prozess ist durch Pfeile B gezeigt.
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Aus
Gründen
der Deutlichkeit zeigt 1 lediglich zwei Spanentladepunkte
UP, jedoch können
in der Praxis ein oder mehr Spanspeicher und -entladepunkte UP in
Abhängigkeit
von der Art an herzustellender chemischer Pulpe vorhanden sein.
Per Motor betriebene Entladeeinrichtungen und Fördereinrichtungen sind allgemein
mit M bezeichnet, obwohl die Arten und Leistungen der Motoren üblicherweise voneinander
abweichen. Obwohl in 1 verschiedene Entladeeinrichtungen
und Fördereinrichtungen gezeigt
sind, kann der Prozess in seiner einfachsten Weise lediglich eine
Entladeeinrichtung und eine Fördereinrichtung
aufweisen.
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Bei
dem Beispiel von 1 ist die Lösung zum Steuern des Zuführens von
Spänen
mit einer 3-Punkt-Steuerung verbunden, die in Verbindung mit dem
Spansilo 6 angewendet wird. Die 3-Punkt-Steuerung weist
eine Höhensteuereinrichtung 9 auf,
die eine Differenzvariable ΔSL
zwischen einer Spanoberflächenhöhe SL, die
durch einen Höhenmesssensor 8 in
Verbindung mit dem Spansilo 6 gemessen wird, und einem
Einstellwert (Sollwert) SLSP der Oberflächenhöhe bestimmt.
Auf der Grundlage der Differenzvariable ΔSL bestimmt die Höhensteuereinrichtung 9 eine
Ausgangsvariable SLCO, die als eine Eingangsvariable
zu einer Flussratensteuereinrichtung 10 zugeführt wird.
Eine zweite Eingangsvariable der Flussratensteuereinrichtung 10 ist
durch eine Differenzvariable ΔCF
ausgebildet, die in einem Berechnungselement 11 zwischen
einem Spanfluss CIF, der zu dem Spansilo 6 hineingelangt,
und einem Spanfluss COF, der aus dem Spansilo 6 hinausgeht, bestimmt
wird. Der Spanfluss COF, der aus dem Silo 6 hinausgeht,
wird auf der Grundlage der Geschwindigkeit der Entladeeinrichtung 7 an
dem Boden des Silos 6 bestimmt, wobei der Spanfluss CIF,
der in das Silo 6 hineingelangt, auf der Grundlage der
Geschwindigkeit der Zuführfördereinrichtung 5 und
der Dicke des Spanbettes an der Fördereinrichtung an dem Endpunktende
der Fördereinrichtung
bestimmt wird. Die Flusssteuereinrichtung 10 bestimmt auf
der Grundlage der Variablen ΔCF
und SLCO einen Mengenzielwert CUSP für
ein Spanentladen, wobei auf der Grundlage von diesem das Spanentladen
gesteuert wird. Somit ist die Variable CUSP gleichzeitig
ein Einstellwert bzw. Sollwert für
die Menge an zu dem Spansilo 6 zuzuführenden Spänen.
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Gemäß dieser
Lösung
wird das Spanentladen auf der Grundlage der Variable CUSP,
die das Mengenziel für
das Spanentladen ausdrückt,
in einer derartigen Weise gesteuert, dass es das Ziel ist, die Dicke
von dem Spanbett, das zu den Fördereinrichtungen 2 und 2' zu entladen
ist, stets konstant zu halten. Somit bleibt die Dicke von dem Spanbett,
das an jeder Fördereinrichtung
in dem Fördersystem
nach vorn läuft,
konstant, wodurch die Menge an zu dem Spansilo 6 zuzuführenden
Spänen
hauptsächlich
gesteuert werden kann, indem die Geschwindigkeit von der Zuführfördereinrichtung 5 geändert wird.
Aus einer Änderung
der Geschwindigkeit der Zuführfördereinrichtung 5 folgt
wiederum, dass die Geschwindigkeit von den beiden anderen Fördereinrichtungen und
den Entladeeinrichtung 1 und 1' in entsprechender Weise so geändert werden
muss, dass die Dicke von dem Spanbett, das zu den Fördereinrichtungen entladen
wird, konstant bleibt. Somit nimmt, wenn die Menge an für den Spansilo 6 erforderlichen
Spänen zunimmt,
die Geschwindigkeit von der Zuführfördereinrichtung 5 zu,
wobei auf der Grundlage von dieser auch die Geschwindigkeit der
Fördereinrichtungen 2, 2' und von der
gemeinsamen Fördereinrichtung 3 in einer
derartigen Weise zunimmt, dass die Dicke von dem Spanbett an den
Fördereinrichtungen
konstant bleibt. In entsprechender Weise nimmt, wenn die für den Silo
erforderliche Menge an Spänen
abnimmt, die Geschwindigkeit von der Zuführfördereinrichtung 5 ab,
wobei aber gleichzeitig auch die Geschwindigkeit von den Fördereinrichtungen 2, 2' und von der gemeinsamen
Fördereinrichtung 3 und
auch die Geschwindigkeit von den Entladeeinrichtungen 1 und 1' in einer derartigen
Weise abnimmt, dass die Dicke von dem Spanbett an den Fördereinrichtungen
konstant bleibt. Somit wird gemäß dieser
Lösung
das Fördersystem
als eine Röhre
erachtet, in der die Späne
eine so genannte Pfropfenströmung
ausbilden, die das gesamte Volumen der Röhre ausfüllt, wodurch der Spanfluss,
d.h. das Spanzuführen
zu dem Spansilo 6 genau gesteuert werden kann, indem die Geschwindigkeit
der Fördereinrichtungen
gesteuert wird. Da Späne
unterschiedlicher Arten an den Fördereinrichtungen 2 und 2' befördert werden
können, ist
es gänzlich
möglich,
dass die Entladegeschwindigkeit von den Entladeeinrichtungen 1 und 1' und/oder die
Geschwindigkeiten von den Fördereinrichtungen 2 und 2' verschieden
sind.
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Bei
diesem Beispiel bezieht sich die Dicke von einem Materialbett, das
aus Feststoff ausgebildet ist, wie beispielsweise Späne, auf
die Masse von dem Feststoff pro Längeneinheit der Fördereinrichtung,
wodurch die Einheit der Dicke beispielsweise [kg/m] beträgt, wobei
jedoch die Dicke von einem aus Feststoff ausgebildeten Materialbett
sich auch auf das Volumen des Materials pro Längeneinheit [m3/m] der
Fördereinrichtung,
d.h. in der Tat auf die Querschnittsfläche [m2]
von dem Materialbett beziehen kann.
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Die
Geschwindigkeit 5 in Fördereinrichtungen 2 und 2', von der gemeinsamen
Fördereinrichtung 3 und
der Zuführfördereinrichtung 5 wird
somit auf der Grundlage der Variable CUSP gesteuert,
die den Mengenzielwert für
das Spanentladen ausdrückt,
wobei sie gleichzeitig ein Einstellwert oder Sollwert für die Menge
an zu dem Spansilo 6 zuzuführenden Spänen ist. Daher zeigt 1 in
Verbindung mit jeder Fördereinrichtung
eine Steuereinrichtung 13, die auf der Grundlage der Variable
CUSP eine Geschwindigkeitssteuervariable
SCO bestimmt, die für die fragliche Fördereinrichtung
spezifisch ist, wobei in Übereinstimmung
mit dieser die Geschwindigkeit von dem Motor M in einer derartigen
Weise gesteuert wird, dass die Menge an zu dem Silo 6 zuzuführenden
Spänen
dem Mengenzielwert CUSP für das Spanentladen
entspricht. Da die Fördereinrichtungen 2 und 2', die gemeinsame
Fördereinrichtung 3 und die
Zuführfördereinrichtung 5 sich
an verschiedenen Punkten von dem Prozess befinden und verschiedene
Mengen an Spänen
befördern,
ist es klar, dass der interne Betrieb der Steuereinrichtungen 13,
die in 1 gezeigt sind, sich voneinander unterscheidet, da
für jede
Fördereinrichtung
eine Geschwindigkeitssteuervariable SCO berechnet
werden muss, die der speziellen Fördereinrichtung entspricht.
Aus Gründen
der Deutlichkeit sind jedoch die Steuereinrichtungen mit dem gleichen
Bezugszeichen 13 bezeichnet, da ihre Betriebsprinzipien
und Aufgaben einander entsprechen. In entsprechender Weise werden auch
die Entladegeschwindigkeit SU der Entladeeinrichtungen 1 und 1' somit auf der
Grundlage der Variable CUSP gesteuert, die
den Mengenzielwert für das
Spanentladen ausdrückt.
Aus diesem Grund zeigt 1 in Verbindung mit den beiden
Entladeeinrichtungen 1 und 1' eine Steuereinrichtung 14,
die so eingerichtet ist, dass sie die Steuervariable SUCO von der
Entladegeschwindigkeit SU der Entladeeinrichtung in einer derartigen
Weise bestimmt, dass unabhängig
von der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung,
zu der die Späne
entladen werden, ein Spanbett mit konstanter Dicke an der fraglichen
Fördereinrichtung
ausgebildet wird; anders ausgedrückt,
wenn die Geschwindigkeit S von der Fördereinrichtung sich ändert, ändert sich
ebenfalls die Entladegeschwindigkeit SU der Entladeeinrichtung.
Der Einstellwert oder Sollwert CSP von der
Dicke des zu den Fördereinrichtungen 2 und 2' zu entladenden
Spanbettes wird auf der Grundlage der Gesamtmenge an zu dem Spansilo 6 zuzuführenden
Spänen
und der Menge an herzustellender chemischer Pulpe bestimmt. Der Einstellwert
CSP von der Dicke des Spanbettes kann von
Zeit zu Zeit variieren aufgrund verschiedener Geschwindigkeitssteuerbereiche
der Fördereinrichtungen
beispielsweise, aber er kann auch ein dauerhaft fixierter konstanter
Wert sein, der innerhalb der Steuereinrichtung 14 beispielsweise
feststehend bestimmt ist. Es ist offensichtlich, dass, da die Entladeeinrichtungen 1 und 1' Spanarten oder
Spansorten entladen können,
die sich voneinander unterscheiden, die Menge an mit den Entladeeinrichtungen 1 und 1' entladenen
Spänen
voneinander unterschiedlich sein kann. Aus Gründen der Deutlichkeit sind
jedoch die Steuereinrichtungen mit dem gleichen Bezugszeichen 14 bezeichnet,
da ihre Betriebsprinzipien und Aufgaben einander entsprechen.
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Ein
Vorteil der Lösung
ist, dass sie einfach und leicht auszuführen ist, da dann, wenn es
das Ziel ist, die Dicke von dem Spanbett an den Fördereinrichtungen
konstant zu halten, die Menge an zu dem Spansilo 6 zuzuführenden
Spänen
lediglich durch Ändern
der Geschwindigkeit der Fördereinrichtungen bei
dem Spanbehandlungsprozess gesteuert werden kann, da dann die Menge
an zu dem Spansilo 6 zuzuführenden Spänen direkt proportional zu
der Geschwindigkeit der Fördereinrichtungen
ist. Das Einstellen der Dicke von dem Spanbett auf einen konstanten
Wert beseitigt außerdem
die Verzögerungen in
dem Fördersystem,
da die Menge an zuzuführenden
Spänen
schnell und genau gesteuert werden kann durch ein Ändern der
Geschwindigkeit der Fördereinrichtungen.
Da das Ändern
der Bettdicke im Hinblick auf die Höhensteuerung von dem Spansilo 6 eine
Störung
ist, schwächt
das Einstellen der Dicke von dem Spanbett auf einen konstanten Wert
außerdem
diese Störungen,
die durch das Fördersystem mit
befördert
werden.
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Bei
der vorstehend dargelegten Lösung
wird angenommen, dass die Effizienzkoeffizienten von den Entladeeinrichtungen 1 und 1' stets konstant bleiben,
anders ausgedrückt,
dass die Entladeeinrichtungen 1 und 1' kontinuierlich
eine derartige Menge an Spänen
entladen, die gemäß ihrer
Steuervariable SUCO ist. Da der Effizienzkoeffizient
von den Entladeeinrichtungen jedoch aus verschiedenen unterschiedlichen
Gründen
variieren kann, wie beispielsweise aufgrund des Klumpenbildens der
Späne im Winter,
kann auch das gemessene Gewicht der zu den Fördereinrichtungen entladenen
Späne bei
der Geschwindigkeitssteuerung der Entladeeinrichtungen 1 und 1' berücksichtigt
werden. Bei der Lösung in 1 ist
dies mittels Riemenwiegeeinrichtungen 15 ausgeführt, die
in Verbindung mit den Fördereinrichtungen 2 und 2' angeorndet
sind. Die Riemenwiegeeinrichtungen 15 messen das Gewicht
MCU der Späne, die an den Fördereinrichtungen 2 und 2' laufen, wobei
diese Variable zu der Steuereinrichtung 14 genommen wird,
die die Dicke von dem Spanbett steuert. Wenn das gemessene Spangewicht
MCU nicht dem Wert entspricht, den es auf
der Grundlage der Geschwindigkeitsvariable SUCO der
Entladeeinrichtung haben sollte, kann der Betrieb der Entladeeinrichtungen 1 und 1' auf der Grundlage
des gemessenen Gewichtes MCU des Spanbettes
in einer derartigen Weise gesteuert werden, dass die Dicke von dem
Spanbett dem erwünschten
Wert entspricht.
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Wenn
es erwünscht
ist, dass die Menge an zu dem Spansilo 6 hineingelangenden
Späne in
der nahen Zukunft zuvor bekannt sein soll, kann die Dicke von dem
Spanbett an den Fördereinrichtungen auf
der Grundlage der Beziehung der Geschwindigkeiten der Entladeeinrichtungen 1 und 1' und der Fördereinrichtungen 2, 2', 3 und 5 bestimmt
werden. Die Dicke von dem Spanbett an den Fördereinrichtungen 2, 2', 3 oder 5 wird
zu einem Spanbettprofil PROF gespeichert, das eine Schwankung bei
der Spanbettdicke ausdrückt,
die in der Längsrichtung
der Fördereinrichtung
stattfindet, wobei das Profil PROF kontinuierlich auf den neuesten
Stand gebracht wird und mit dem gleichen Tempo wie die Fördereinrichtungen geblättert wird.
Die Berechnung von dem Profil wird bei einem Berechnungselement 16 ausgeführt. 2 zeigt
in schematischer Weise den Innenaufbau von dem Berechnungselement 16,
das bei der Berechnung von dem Profil des Spanbettes an den Fördereinrichtungen 2 und 2' verwendet wird.
Das Berechnungselement 16 weist einen Pufferspeicher 17 auf,
in dem das Profil PROF gespeichert wird, und bei dem das Profil
PROF mit dem gleichen Tempo wie die Fördereinrichtung vorwärts geblättert wird. 1 zeigt
in Verbindung mit jeder Fördereinrichtung
ein Berechnungselement 16, das das Profil von dem Spanbett
bestimmt, das an der fraglichen Fördereinrichtung läuft. Die
Profilinformation über
das Spanbett, das jeder Fördereinrichtung
entspricht, wird zu dem Förderer,
der sich als Nächstes
befindet, zu jedem speziellen Zeitpunkt in der Laufrichtung des Spanflusses
befördert.
Beispielsweise wird die Profilinformation über das Spanbett an den Fördereinrichtungen 2 und 2' verwendet beim
Bestimmen des Profils von dem Spanbett, das an der gemeinsamen Fördereinrichtung 3 läuft, wobei
sie wiederum verwendet wird beim Bestimmen des Profils von dem Spanbett, das
an der Zuführfördereinrichtung 5 läuft. Wiederum sind
aus Gründen
der Deutlichkeit die Berechnungselemente, die Profile von den Spanbetten
berechnen, die an den verschiedenen Fördereinrichtungen laufen, mit
dem gleichen Bezugszeichen 16 in 1 bezeichnet,
da ihre Aufgaben einander entsprechen, obwohl es natürlich offensichtlich
ist, dass ihre inneren Betriebsweisen geringfügig voneinander abweichen in
Abhängigkeit
von ihrem Ort in dem Fördersystem.
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Das
Spanbettprofil, das bei dem Berechnungselement 16 bestimmt
wird, kann auch auf der Grundlage von den Messergebnissen korrigiert
werden, die durch die Riemenwiegeeinrichtungen 15 geliefert
werden. Eine derartige Korrektur von dem Spanbettprofil kann bei
den in 1 gezeigten Berechnungselementen 18 ausgeführt werden.
Das Profil von dem Spanbett an der Zuführfördereinrichtung 5 wird
auf der Grundlage von dem Spangewicht MC bestimmt,
das durch die Riemenwiegeeinrichtung 15 gemessen wird,
die an dem Anfangsende der Fördereinrichtung
positioniert ist. Das bestimmte Profil wird des Weiteren verwendet
mit der Geschwindigkeit von der Zuführfördereinrichtung zum Bestimmen des
Spanflusses an dem Anfangsende der Zuführfördereinrichtung 5.
Der Spanfluss an dem Anfangsende von der Zuführfördereinrichtung 5 wird
bei dem Berechnungselement 19 bestimmt. Mittels des Spanbettprofils
wird der bekannte Spanfluss an dem Endstückende von der Zuführfördereinrichtung 5 wiederum
verwendet, um den Spanfluss auszudrücken, der zu dem Spansilo 6 hineingelangt.
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Auf
der Grundlage von dem Profil PROF und der Momentangeschwindigkeit
von der Fördereinrichtung
kann ein Spanfluss bei einem beliebigen Punkt von der Fördereinrichtung
bestimmt werden, sogar wenn die Geschwindigkeit von der Fördereinrichtung
sich inzwischen geändert
hat. Die Anwendung von einem Profil PROF, das eine Schwankung der
Spanbettdicke ausdrückt,
ist besonders vorteilhaft, wenn der Einstellwert der Spanbettdicke
aus irgendeinem Grund geändert
werden muss. In der gleichen Weise kann die Menge an Spänen, die
in der gemeinsamen Fördereinrichtung
laufen, an dem Zusammentreffpunkt der Fördereinrichtungen auf der Grundlage
der Profile der Spanflüsse
an den Fördereinrichtungen 2 und 2' berechnet werden.
Mittels der Spanflussprofile PROF wird eine Verzögerung bei der Höhensteuerung
von dem Spansilo 6 beseitigt, da der Materialfluss an dem
Endstückende
von dem Fördersystem
mittels der Profile PROF bestimmt werden kann. Wenn keine Verzögerung vorhanden ist,
ergibt sich kein Stabilitätsproblem,
und die Steuerung kann so strukturiert werden, dass sie schnell
ist.
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Das
Spanbettprofil PROF drückt
somit eine Schwankung bei der Spanbettdicke aus, d.h. eine Schwankung
bei der Menge an Spänen
an der Fördereinrichtung
in der Längsrichtung
der Fördereinrichtung.
Da die Arten oder Sorten der zu den Fördereinrichtungen zu entladenden
Späne variieren
kann, kann eine Information über
die Art und/oder Sorte von den an der Fördereinrichtung laufenden Spänen mit
dem Spanbettprofil PROF, das die Schwankung bei der Dicke von dem
Spannbett an der Fördereinrichtung
ausdrückt,
kombiniert werden, wobei in diesem Fall die Wechselbeziehung der
verschiedenen Spanarten und/oder Spansorten stets bei einem beliebigen
Punkt von der Fördereinrichtung
bekannt ist.
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Das
Beispiel von 1 bezieht sich auf die Steuerung
zum Zuführen
von Feststoff gemäß der vorliegenden
Erfindung bei einem Spanbehandlungsprozess für die Herstellung von chemischer
Pulpe, jedoch kann die vorliegende Erfindung in entsprechender Weise
bei anderen Prozessen zum Behandeln eines Feststoffflusses genutzt
werden. Ein Beispiel von einem derartigen Prozess ist das Zuführen von
festem Brennstoff zu einem Hochleistungskessel in Kraftwerken, die
festen Brennstoff verwenden. Ein zweites Beispiel kann das Zuführen von
Gesteinsmaterial, Beton, Asphalt oder ähnlichem Material zu einem
Zerkleinerungsprozess oder Siebprozess, Speicher- oder Mischprozess
sein, wobei zerkleinerte Gesteinsmaterialien mit verschiedenen unterschiedlichen
Korngrößen miteinander
vermischt werden. Ein Zerkleinern kann mit einer Zerkleinerungsmaschine ausgeführt werden,
die beispielsweise einen Primärbrecher,
der einen Klauenbrecher oder einen Primärrundbrecher aufweist, und/oder
einen Sekundärbrecher,
der einen Konusbrecher oder Stoßbrecher
aufweist, hat. Bei dem Siebprozess kann das Sieben von dem zerkleinerten
Material mit beispielsweise einem Vibrationssieb oder Trommelsieb
ausgeführt werden,
während
Speichersilos zum Speichern verwendet werden können. Anstelle von einem Riemenförderer kann
beispielsweise ein Plattenförderer
für die
Behandlung von Gestein verwendet werden. Vorteile von der Lösung bei
dem Beschicken von Hochleistungskesseln und den Zerkleinerungsprozessen und/oder
Siebprozessen von Gesteinsmaterial und auch bei dem Speichern entsprechen
jenen Vorteilen, die bei dem in dem Beispiel aufgezeigten Spanbehandlungsprozess
erreicht werden.
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Insgesamt
ermöglicht
die aufgezeigte Lösung
eine sehr genaue Steuerung von einem Materialfluss von Feststoff
bei dem Endstückende
von dem Fördersystem.
Es ist von Vorteil, das Profil von dem Materialfluss auch an der
Anzeige zu zeigen, die durch den Betreiber verwendet wird, der das
Fördersystem überwacht.
Die Anzeige zeigt somit den Aufbau von dem Fördersystem in graphischer Weise, wobei
das Voranschreiten des Materialflusses in dem Fördersystem für den Systembetreiber
leicht veranschaulicht werden kann, was die Arbeit des Betreibers
erleichtert, wenn der Prozess gestartet und beendet wird und wenn
Störungen
auftreten. Des Weiteren wird das Steuern von speziellen Fällen, wie
beispielsweise Änderungen
bei der Geschwindigkeit des Materialflusses oder Störungen,
die beim Entladen auftreten, leichter und wird teilweise aufgrund des
Steueraufbaus verwirklicht.
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Die
Zeichnungen und die zugehörige
Beschreibung sollen lediglich die Idee der vorliegenden Erfindung
veranschaulichen. Die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung können innerhalb
des Umfangs der Ansprüche
variieren. Somit ist, obwohl gemäß 1 sämtliche
Steuereinrichtungen und Berechnungselemente dezentralisierte Vorrichtungen und
Einheiten sind, die voneinander getrennt sind, es offensichtlich,
dass ihre Funktionen kombiniert werden können, um mit gemeinsamen Vorrichtungen ausgeführt zu werden,
sogar in einem derartigen Ausmaß,
dass das gesamte Fördersystem
und die Entladeeinrichtungen über
einen zentralisierten Prozesscomputer gesteuert und überwacht
werden können,
wenn dies erforderlich ist. Die Verarbeitung der Messinformation
und die Bestimmung der Steuervariablen, die für die Lösung erforderlich sind, werden vorzugsweise
mit einer Software ausgeführt,
obwohl Lösungen,
die lediglich auf Hardwareniveau ausgeführt werden, auch angewendet
werden können.
Darüber
hinaus ist es offensichtlich, dass, obwohl in dem vorstehend dargelegten
Beispiel die Lösung
zum Steuern von Feststoff mit einer 3-Punkt-Steuerung von einem
Spansilo verbunden ist, die Lösung
natürlich
auch mit anderen Steuerprinzipien angewendet werden kann.